陶瓷材料表面织构减摩抗磨性能的研究进展

作     者：张杰 张巍 

作者机构：沈阳工业大学材料科学与工程学院 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心 

出 版 物：《粉末冶金材料科学与工程》 (Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy)

年 卷 期：2024年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：辽宁省自然科学基金(2022-MS-013) 中国科学院金属研究所自主部署项目(E255L401) 沈阳材料科学国家研究中心青年人才项目(E21SL412) 

主　　题：陶瓷材料 表面织构 摩擦 磨损 润滑 

摘      要：表面织构是陶瓷材料有效的减摩抗磨手段，能够减少陶瓷在滑动时的摩擦因数以及因磨损所带来的损耗。本文从陶瓷表面织构的制备、类型、几何参数以及摩擦学机理出发，对其进行综合评述。首先，对陶瓷材料表面织构主要的制备方法进行介绍(激光加工、反应离子刻蚀)。其次，讨论了表面织构的类型(凸体、凹坑、凹槽、仿生织构等)以及几何参数(宽度、深度、面积占比等)对陶瓷摩擦学性能的影响。随后，分别分析了表面织构在干滑动以及润滑情况下的摩擦学机理。在干滑动情况下，表面织构能够困住磨损碎屑以及降低陶瓷与对磨体的接触面积；在润滑情况下，表面织构能够改善陶瓷在滑动时的流体动压和润湿性，这均能使得陶瓷的摩擦学性能提升。最后，对陶瓷表面织构目前面临的难题以及未来的研究方向分别进行了总结与展望。